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안정성이 낮으나 광판이 유연하며 고온 환경에 유리 ◎ 태양광 발전의 활용 종류 독립형 시스템 생산된 직류 전기 형태 그대도 축전지에 저장하고 사용하는 방식-배터리 수명 5년, Cu,,태양 에너지 활용의 원리 Positive-Negative 방식(P-N접합방식) 일반적으로 실리콘 + 인(P)의 반도체 이용 태양광 에너지(광파)를 받은 규소의 전자 하나가 이탈하여 광파를 받는 표면으로 상승. 태양 에너지의 응용 분야 대단위 발전 미국 모하비 사막 800MW 규모 2010년 완공예정 소규모 태양광 발전 3kW급 태양광 가로등 태양열 조리기 대구공대 설치된 태양광발전(50kw급) 소규모 태양열 난방 핸드폰이나 다른 작은 소형기기의 충전이 가능한 핸드백 5.ppt 파일. 기술 발전 추세로 볼 때 2020년경 급격한 태양에너지의 수요 예상 셸 정부의 태양열 주택 10만호 건설계획 발표(2011년까지) 우리나라 민간 포함 15년치 투자액이 일본 1년치보다 작음 지구의 남은 수명 50억년 1년간 지구에 들어오는 태양 에너지의 량 인류 1년 사용량의  ......

 

 

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[자연과학] 태양 에너지의 활용

 

태양 에너지의 활용

목차

1. 대체 에너지의 개발 필요성

2. 태양 에너지란

3. 태양 에너지 활용의 원리

4. 태양 에너지의 응용 분야

5. 향후 발전 전망

 

1. 대체 에너지의 개발 필요성

석유 발견량과 전세계 석유 소비량 1980년 역전

석유는 앞으로 40년 쓸 량이 남았으나 가격은 계속 상승

천연가스는 60년 사용량이 남았으나 대체 자원으로 불가능

메탄 하이드레이트(메탄 수화물)역시 대체 자원으로 불가능

◎ 에너지 전쟁

러시아의 소국 체젠에 대한 집착

카스피해 석유의 영향력 행사, 이송로 확보

미국의 아프가니스탄 침공

카스피해의 석유, 가스의 이동 요충지 확보

미국의 이라크 침공

2020년 미국의 원유 수입은 60%에서 90%로 증가예상, 그의 대비로 세계 매장량의 10%

(1100억 배럴) 보유국인 이라크 침공

미국은 1배럴의 원유 확보 위해 106달러 국방비지출

2. 태양 에너지란

지구에 복사되는 태양의 빛 에너지와 열에너지를 말함(태양광+태양열)

태양의 수명 50억년간 무한히 사용가능

남한의 7% 면적으로 서울의 에너지 소비 충당 가능(효율 25% 기준)

세계 사막지역 2% 면적으로 전세계 에너지 충당 가능(효율 25% 기준)

3. 태양 에너지 활용의 원리

Positive-Negative 방식(P-N접합방식)

일반적으로 실리콘 + 인(P)의 반도체 이용

태양광 에너지(광파)를 받은 규소의

전자 하나가 이탈하여 광파를 받는 표면으로 상승. 위는 (-)극, 아래면은 (+)극

대략 10cm²당 0.6V의 전압, 1.5W의 전력 생산

여러 광판을 직렬(전압상승) + 병렬(전류세기상승)의 형태로 섞어서 원하는 전력 생산

◎ 태양광의 이용

◎ 태양 광판의 종류와 특징

단 결정 광판 전지

생산에너지가 많이 필요, 고가이나 고효율(24%)이며 수명이 김

다결정 광판 전지

고온에서 불리, 14%의 효율, 단 결정보다는 저렴, 대단위 단지 발전에 이용

비결정질 광판 전지

가장 저렴, 5~10%의 저 효율, 안정성이 낮으나 광판이 유연하며 고온 환경에 유리

◎ 태양광 발전의 활용 종류

독립형 시스템

생산된 직류 전기 형태 그대도 축전지에 저장하고 사용하는 방식-배터리 수명 5년, 배터리로 인해 고 비용

계통 연계형 시스템

생산 전기를 인버터(직류→교류)로 개인이 사용하고, 남은 전력은 발전회사로 송전

축전지 필요 없음, 저 비용, 송전 양만큼 요금 지급 받음(2002년 기준 1kWh당 716원)

◎ 태양열의 이용(소규모)

태양광을 이용하는 방식보다 휠씬 간단한 기술

흡수된 빛의 열선(적외선)변화에 의한 온실 효과 원리

열의 흡수 장치(집열기)가 핵심 기술이 됨(미세한 굴곡,색...)

축적된 열의 온도는 200℃ 까지 달함

일반적으로 도료 된 Al, Cu, steel 강판을 사용

진공관형은 내부 대류, 열전도가 없어서 겨울철이 긴 지역에 적합

4. 태양 에너지의 응용 분야

대단위 발전

미국 모하비 사막

800MW 규모

2010년 완공예정

소규모 태양광 발전

3kW급

태양광 가로등

태양열 조리기

 

대구공대 설치된 태양광발전(50kw급)

소규모 태양열

난방

 

핸드폰이나 다른 작은 소형기기의 충전이 가능한 핸드백

5. 향후 발전 전망

다국적 석유 기업 셸(Shell)의 태양광발전 분야 신설

셸 분석 2060년 `에너지 시나리오` - 태양에너지가 전세계 에너지의 20%를 차지 된다 예상(단일 최고 비중)

현재 1kwh당 생산 단가750원(투자비 대비)

2030년경-화력, 원자력과 같은 150원대진입

독일, 미국, 일본대비 우리나라의 태양에너지 기술 수준은 75%

태양전지는 반도체 공정을 사용하여 제조되므로 국내의 반도체 인프라 산업과 결부하여 기술이 개발되면 향후 에너지 수출산업으로 대외 경쟁력이 가장 우수하다.

기술 발전 추세로 볼 때 2020년경 급격한 태양에너지의 수요 예상 셸

정부의 태양열 주택 10만호 건설계획 발표(2011년까지)

우리나라 민간 포함 15년치 투자액이 일본 1년치보다 작음

지구의 남은 수명 50억년

 

1년간 지구에 들어오는 태양 에너지의 량 인류 1년 사용량의 1만 5000배

사하라 사막의 남한 절반 정도 크기의 햇빛으로 인류의 모든 에너지 해결 가능

태양의 X-선 촬영 모습

 

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